葡萄酒真伪鉴别技术研究进展

车明秀，胡明燕，刘 睿，孙德鹏，王 骏*

（山东省食品药品检验研究院，山东 济南 250103）

随着我国葡萄酒的生产量和消费量逐年递增，葡萄酒越来越受到人们的喜爱。同时，葡萄酒贸易全球化，消费者对葡萄酒的质量与安全的追求、葡萄酒风格多样化的追求，使得葡萄酒的关注度越来越高。而葡萄酒行业的年份酒、产地酒概念炒作等情况很多。这些情况可能对人体健康无害，但它具有很大的欺骗性，不仅损害消费者的利益，而且对整个葡萄酒行业的健康发展起阻滞作用。因此，研究葡萄酒真伪鉴别技术显得尤为重要。本文综述了葡萄酒真伪鉴别技术的研究进展，并初步探讨存在的问题及不足，目的在于加快我国葡萄酒真伪鉴别技术的发展，以尽可能规范我国葡萄酒消费市场，使葡萄酒行业持续健康发展。

1 感官与仪器结合应用于葡萄酒真伪鉴别

不同品种、不同产地的葡萄赋予葡萄酒独特的风格，葡萄品种的优势对葡萄酒的质量有很大作用，葡萄汁经过具有特色的酿造工艺，最终形成具有特点、醇香浓郁的葡萄酒。葡萄酒香气成分复杂，种类繁多，主要成分包括醇类、酯类、酸类、酮类等[1]。但每种葡萄酒风格特征都有差别，葡萄酒香气的种类和风格与葡萄品种、产地和土壤等生态条件、栽培方式及各具特点的酿造工艺有关[2]，即不同区域性特点赋予葡萄酒复杂的香气特征。

色谱技术是目前葡萄酒香气成分研究应用最好的技术，可以偶联多种检测器对香气成分进行分析。GARCIAJARES C M等[3]利用气质联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术成功鉴别出加利西亚白葡萄酒与附近地区白葡萄酒的区别。郭海霞等[4]基于可见-近红外光谱技术（visible near-infrared spectroscopy，Vis/NIRS）对葡萄酒样品的真伪进行鉴别，研究表明，可见-近红外光谱结合主成分分析（principal component analysis，PCA）建立的BP神经网络模型能为快速、无损鉴别葡萄酒的真伪提供一种准确可靠的新方法。

单纯的仪器分析能检测出上千种挥发性成分，但极其微量的对葡萄酒香气成分有重要贡献的难挥发性成分很难定性尤其难以定量。而单纯的感官分析易受主观性人为状况的影响，结果难以数字化等[5]，使感官分析与仪器结合研究葡萄酒的香气成分显得自然而然。CAMPO E等[6]采用气相色谱-嗅觉测量（gas chromatography-olfactometry，GC-O）技术分析马德拉葡萄酒的香气成分，发现其含有大量甲氧基吡嗪、焦糖内酯、苯乙醛等，但缺乏最为重要的品种香。PARRWV等[7]采用固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）-GC-MS结合感官分析研究15种新西兰长相思葡萄酒特种香气，感官分析香气类型与仪器分析相吻合。VERZERA A等[8]采用感官分析结合GC-MS分析意大利白葡萄酒的香气，发现挥发性组分与香气的感官特性一致。将感官分析与仪器分析的优势相结合，能筛选出同一区域、同一品种葡萄酒的特征香气，为保护葡萄酒提供重要依据。但葡萄酒香气中有重要贡献的极其微量的组分，准确判定其特征组分，可能还是有一定的局限性。

2 同位素比值技术在葡萄酒真伪鉴别技术的应用

碳和氧是组成生物体含量最多的元素，葡萄酒的酿造过程是极其复杂的生物学过程，其同位素组成与葡萄品种、种植方法、酿造工艺及生长环境密切相关。同位素比值带有葡萄酒产地的指纹信息，可进行葡萄酒产地溯源。GUYON F等[9]认为相同来源的葡萄酒中葡萄糖、果糖、酒精及丙三醇中δ13C的比值应为常数，且利用液相色谱-稳定同位素质谱仪法测定葡萄酒中葡萄糖、果糖、酒精及丙三醇的δ13C值，为葡萄酒产地溯源提供新思路，且还能分析气相色谱-稳定同位素质谱仪不能测定的组分。李学民等[10]基于液相色谱-同位素比质谱法技术建立的分析方法，在国内首次实现同时测定葡萄酒中的甘油和乙醇δ13C值，为葡萄酒掺假检测提供了基础技术手段。次年，李学民等[11]对元素分析-同位素比质谱法对葡萄酒中乙醇δ13C值检测样品预处理条件、检测方法的建立和实际样品的检测进行了详细介绍，首次在国内实现对该检测方法的完整阐述，也为葡萄酒掺假检测奠定了基础。吴浩等[12]通过分析葡萄酒中C、N稳定同位素比值，实现对有机和非有机葡萄酒进行鉴别，与其他方法相比，准确性高、稳定性好。

硼、锶等其他元素经过不同地球化学过程，可能引起相应同位素的分馏或放射衰变等，在地壳中逐步积累。葡萄通过根系的吸收，最终存在于葡萄酒中。COETZEE PP等[13]通过测定比较了南非、法国及意大利地区的硼同位素值，不同产地葡萄酒硼同位素之间的差异为0.5%～1.5%，而相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）为0.10%～0.25%，可以用来区分产地。CMR A等[14]研究发现，葡萄酒中锶同位素比值与原产地土壤中锶同位素比值没有统计差异，说明葡萄种植及发酵过程中不会引起锶同位素比值的改变，对于区分产地具有很好的应用前景。

稳定同位素技术在葡萄酒产地溯源方面虽然具有非常好的应用前景。江伟等[15]收集了2010-2012年四大产区的60个样品，分别采用C、H、O单同位素和三种同位素组合分析的方式对产区鉴别为准确性进行了比较，结果发现采用三种同位素相结合的方式可以100%的鉴别出四大产区的葡萄酒，同时还实现了对产区内葡萄酒真假的鉴别。但有研究表明C、N、O或是其他同位素在实际应用中还是存在一定的局限性。葡萄采摘时气候、地质条件等的变化都会造成同一产区不同年份葡萄酒之间差异很大，导致鉴定的准确性和有效性降低，使小产区葡萄酒产品准确鉴定的难度增加[16]。因此，需要探索一种受气候、地质等影响小的特异性高的指示物，将提高同一产区不同年份葡萄酒鉴定的准确率。

3 代谢组学在葡萄酒真伪鉴别技术的应用

葡萄酒在酒精发酵和乳酸过程中从葡萄中获得大量代谢产物，从而使葡萄酒具有不同的风格和特点。代谢组学研究根据研究对象与目的的不同，将代谢产物分为代谢物靶标分析、代谢轮廓分析、代谢组学及代谢物指纹分析。目前，利用代谢组学的方法对葡萄酒的研究较多。

SON H S等[17]利用代谢组学技术对康拜尔、赤霞珠、西拉等品种葡萄酒与澳大利亚、法国、加州等产地葡萄酒进行研究，发现其差异的主要贡献化合物是2,3-丁二醇、乳酸、醋酸、脯氨酸、琥珀酸、苹果酸等及酚类化合物。ROBINSON A L等[18]利用色谱与质谱技术对来自澳大利亚产区的赤霞珠葡萄酒中350余种代谢物进行定量及定性分析，结果表明，利用代谢物的差异可以区分不同产地的赤霞珠葡萄酒。GODELMANN R等[19-21]均利用核磁共振氢谱（H-nuclear magnetic resonance，H-NMR）结合主成分分析等统计方法，分析产区及年份酒，均能达到分析产地及品种的目的。沈晓骅[22]通过气相色谱质谱联用仪对挥发性组分检测，建立了代谢组学的研究方法，同时采用电感耦合等离子体质谱仪和液相色谱四级杆飞行时间质谱联用仪对镧系元素、中等质量数组分建立了检测方法，综合考量3种方法实现后可以实现对葡萄酒原产地信息及掺假葡萄酒的鉴别。因此，通过代谢组学方法，可以对产地、品种及年份葡萄酒进行区分。

4 微量元素技术分析在葡萄酒真伪鉴别技术的应用

目前，通过集中区分能力强的典型元素进行多元分析，最终发现一些关键性元素含量的差异可以分辨不同产地的葡萄酒。沈晓骅等[23]以La系元素为化学标记，通过电感耦合等离子体质谱仪检测，可以实现大多数葡萄酒国别的鉴别。KOREN姚OVSK魣M等[24]通过检测葡萄酒中的Ba、Ca、Co、Li等8种元素含量值区分斯洛伐克与欧盟的葡萄酒。THIEL G等[25-26]也发现，通过分析葡萄酒中Li等元素的含量差异可以分辨不同产区的葡萄酒。但KMENT P等[27]认为环境的污染也可能会导致葡萄酒中的Sr等一些元素含量值的增加。因此，通过微量元素的分析鉴别产地的可靠性有待进一步研究。

5 花色苷及酚类物质在葡萄酒真伪鉴别技术的应用

红葡萄酒中主要的呈色物质是花色苷，是决定红葡萄酒色泽的主要因素，其在新鲜红葡萄酒中含量约为200～500 mg/L[28]。欧洲种与杂交种葡萄酒的各种花色素比例存在显著性差异[29]，同一品种葡萄酒的花色素种类非常相似，欧洲种葡萄酿制的葡萄酒中已经能检测并且能鉴定到8种色素[30]。MAZZA G等[31-32]认为花色苷含量与葡萄的品种及地理位置相关。葡萄酒花色素反映出了品种的特性，通过花色素可以成功的将品种进行区分。NU′N姚EZ V等[33]分析研究赤霞珠、Graciano和Tempranillo三个品种中的花色素，发现花色素品种含量的比例能成功区分品种葡萄酒。但在发酵、陈酿、贮存等过程中相应的工艺过程可能会改变花色苷，进而改变葡萄酒的颜色[34-37]。

酚类物质在红葡萄酒中起“骨架作用”，对葡萄酒的口感、风味及颜色均起决定性作用。研究表面，不同品种葡萄酿造葡萄酒中酚类物质含量不同，而同一品种葡萄酒分类物质的构成及含量也会受地域、气候条件等因素的影响[38-39]。BERENTE B等[40]研究发现，同一品种葡萄酒，酚酸、黄烷-3-醇和黄酮醇含量存在明显差异。张莉[41]通过分析Frankland River、Geographe及Margaret River三个产地的赤霞珠葡萄酒和Frankland River、Margaret River两个产地的西拉葡萄酒，研究产地对葡萄酒中花色素苷、黄烷醇、酚酸、黄烷酮、白藜芦醇及香气成分的影响。产地对葡萄酒中3种花色素苷无显著影响（P＞0.05），而对非花色素苷单体酚有显著影响（P＜0.05）。酚酸、白藜芦醇、杨梅素、表儿茶素的含量均存在显著性差异（P＜0.05），可以作为鉴别西拉和赤霞珠不同产地葡萄酒的指标。

6 指纹图谱在葡萄酒真伪鉴别技术的应用

葡萄酒指纹图谱是利用图谱技术，对葡萄酒的信息进行描述，从而对葡萄酒的品种、产地等进行鉴别。目前，生成指纹图谱的方法主要液相色谱法和液-质联用法[42-44]、气相色谱法和气-质联用法[45-47]和核磁共振氢谱技术等[48]。基于指纹图谱技术结合多元统计分析方法主成分分析和聚类分析的葡萄酒，避免对葡萄酒中上千种香气物质复杂的定性和定量研究，是判别年份酒、产地酒等一种可行、简便、有效的方法。

李维新等[42]利用液相色谱法建立了葡萄酒单体酚指纹图谱区分不同品种、年份的南方山葡萄酒，是一种有效的南方山葡萄酒产品的质量评价和真伪鉴别方法。樊双喜等[48]利用一维核磁共振氢谱技术，对沙城、昌黎和昌吉三大特色产区的224种葡萄酒进行分析后建立模型，实现对沙城、昌黎和昌吉葡萄酒原产地样品准确识别率分别为92%，73%和68%。

7 结语

通过研究表明，应用感官与仪器相结合分析技术、同位素比值技术、微量元素技术等在葡萄酒的真伪鉴别技术方面存在一定的局限性。代谢组学和指纹图谱技术相比其他技术有一定的优越性，但目前代谢组学在葡萄酒方面的研究还处于起步阶段，尚未建立代谢产物标准数据库，而代谢产物多样性及复杂性，采集足够量的有代表性样品，减少样品个体差异，对于建代谢产物标准数据库首先需要克服的难题。为保证葡萄酒真伪鉴别技术的精准，需要继续加强对葡萄酒代谢产物和指纹图谱的研究。